[发明专利]基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置及工作方法

说明书

本发明涉及一种基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置及工作方法，属于建筑工程结构抗震领域。该耗能装置包括壳体、设于壳体内的活塞、连接于活塞一侧并伸出壳体外的推拉杆、连接于活塞另一侧的复位机构，以及连接于活塞两侧的作为耗能元件的薄钢片；活塞一侧的薄钢片端部与壳体相抵，活塞另一侧的薄钢片端部与固连于壳体内的上限位挡板相抵；在地震时，薄钢片能够受压屈服或屈曲以减少输入至木构架的地震作用，复位机构能够产生拉力或压力使薄钢片复位。该耗能装置安装在木构架梁柱连接节点夹角处，达到消能减震、降低侧移量、防止大变形甚至倒塌的目的。各个部件可更换，加工、施工、安装等较为简单；材料来源广泛，造价低廉，适于广泛推广。

技术领域

本发明属于建筑工程结构抗震领域，涉及一种基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置及工作方法。

背景技术

我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一，除了地震次数多、分布范围广外的另一个特点是地震的多发区恰恰是一些经济发展较为落后的农村和集镇，而这些地区的房屋构造措施薄弱、抗震能力差，以及建造缺乏专业设计、施工指导等，导致结构的震害要明显高于城市，因此我国村镇地区的房屋已成为防震减灾事业最薄弱的环节。为了减少国家和社会在地震中的损失，研究村镇地区房屋的消能减震技术具有非常重要的意义。

木构架是由木圈梁和木构造柱通过一定方式连接而成，具有增强结构整体性、提高结构抗震性能等优势而被广泛地应用于现役村镇建筑结构中，比如生土结构、木结构、木框架-填充墙等。在地震作用下木构架可作为墙体失效后的第二道防线，其抗倒塌能力至关重要，而木构架的抗倒塌能力往往取决于木构架梁柱连接节点的强弱，因此木构架梁柱连接节点是整个结构较为关键的部分。传统的木构架梁柱连接节点的连接方式主要为榫接连接和扒钉连接，连接强度有限，容易发生松脱；其次，施工难度较高，较为依赖工人的施工经验；再有，大多数结构具有不可恢复性和不可更换性，不符合目前提倡的可恢复功能减震结构的理念。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置及工作方法，以解决木构架梁柱连接节点的传统连接方式存在的不足。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，包括壳体、设于壳体内的活塞、连接于活塞一侧并伸出壳体外的推拉杆、连接于活塞另一侧的复位机构，以及连接于活塞两侧的耗能元件；耗能元件为薄钢片，活塞一侧的薄钢片端部与壳体相抵，活塞另一侧的薄钢片端部与焊接固连于壳体内的上上限位挡板相抵；在地震时，薄钢片能够受压屈服或屈曲以减少输入至木构架的地震作用，复位机构能够产生拉力或压力使薄钢片复位。

进一步，推拉杆焊接在活塞的一侧。

进一步，活塞每侧的薄钢片相对推拉杆对称分布。

进一步，薄钢片的一端由安装座夹紧，安装座固定在活塞上。

进一步，上限位挡板焊接于壳体内。

进一步，复位机构包括复位弹簧，复位弹簧的一端连接在固连于活塞上的弹簧连接件上，另一端连接在固连于壳体内侧的弹簧连接件上；复位弹簧的两端的弹簧连接件分别通过螺钉固定在活塞和壳体上。

进一步，壳体、活塞、推拉杆和复位机构同轴线布置。

进一步，壳体采用钢制，包括筒状的外壳及分别可拆卸连接于外壳两端的端盖；外壳的两端设有外螺纹，端盖上对应设有相适配的内螺纹以连接外壳。

进一步，推拉杆伸出壳体的一端设有铰链，以与木构架的木构造柱铰接；与推拉杆相对端的壳体设有铰链，以与木构架的木圈梁铰接，以此形成木构架耗能节点。

基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置的工作方法，适用于上述耗能装置，包括以下步骤：